一種用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于油氣安全工程領(lǐng)域，涉及一種用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感 裝置及系統(tǒng)，主要面向油庫(kù)燃油（如機(jī)場(chǎng)油庫(kù)航空燃油等易揮發(fā)油品）泄漏事件在線監(jiān)測(cè) 與預(yù)警等的安全監(jiān)控需求。
【背景技術(shù)】
[0002] 油品特別是燃油具有易揮發(fā)性和易燃性，當(dāng)揮發(fā)的油氣與空氣混合達(dá)到一定程度 時(shí)，即使遇到極小的火源也可能引發(fā)大火，甚至發(fā)生爆炸事故。因此，對(duì)于存儲(chǔ)油品的場(chǎng)合 都必須進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，以盡早發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的油品泄漏事件，并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于存 儲(chǔ)易揮發(fā)燃油的大型油庫(kù)而言，實(shí)時(shí)、可靠地在線監(jiān)測(cè)可引發(fā)災(zāi)難的燃油泄漏更是至關(guān)重 要。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于油氣泄露監(jiān)控的方案較多，典型的如下：
[0004] 1.公開(kāi)號(hào)為CN 101858488A的中國(guó)專利公開(kāi)了一種油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)方法及監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)；【CN201010205435】，利用光的干涉來(lái)檢測(cè)油氣泄露，重點(diǎn)在于對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位。
[0005] 2.公開(kāi)號(hào)為CN102606889A的中國(guó)專利公開(kāi)了 一種燃?xì)忾y井泄漏監(jiān)測(cè)裝置 【CN201210048853. 3】，主要包括I/O端口、16位RISC核、RAM/R0M、A/D轉(zhuǎn)換、溫度監(jiān)測(cè)信號(hào) 調(diào)理、水位偵測(cè)探頭、設(shè)備異動(dòng)監(jiān)測(cè)、紅外光譜成分分析儀、安裝區(qū)域水位、氣體采樣。優(yōu)點(diǎn)： 將無(wú)線GPRS傳輸技術(shù)、低功耗控制技術(shù)、防盜報(bào)警技術(shù)與燃?xì)庑孤┨綔y(cè)技術(shù)結(jié)合，把預(yù)防 管道燃?xì)庑孤┑娜斯ぱ矙z方式轉(zhuǎn)變?yōu)闀円箤?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代化自動(dòng)模式，從而達(dá)到完善和提 升整個(gè)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏的預(yù)、報(bào)警能力，減少燃?xì)庑孤┦鹿试斐傻奈：?。該終端具有較多 的優(yōu)勢(shì)，但是，不具備組網(wǎng)能力，且功耗較大。
[0006] 3.中國(guó)專利CN102944364A提供一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶細(xì)淇扇細(xì)怏w泄漏監(jiān)測(cè)裝置 及方法【CN201210486747. 3】，主要采用光學(xué)的方法檢測(cè)是否存在泄漏。該裝置采用雙波長(zhǎng) 紅外監(jiān)測(cè)原理，輔以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，自帶溫度補(bǔ)償、具有網(wǎng)絡(luò)輸出功能，具有監(jiān)測(cè)精度高、穩(wěn)定可 靠等優(yōu)點(diǎn)，滿足基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶細(xì)淇扇細(xì)怏w泄漏監(jiān)測(cè)的需要，不失為一種較為理想的方 法。
[0007] 對(duì)于油庫(kù)儲(chǔ)存油品泄漏的檢測(cè)，現(xiàn)有的手段主要還是借助便攜式設(shè)備進(jìn)行人工巡 查，但這種屬于傳統(tǒng)方式的檢測(cè)手段不僅效率低、可靠性差，而且人工成本高，對(duì)處于露天 環(huán)境的大型油庫(kù)，則因?yàn)殡y以實(shí)現(xiàn)全天候和實(shí)時(shí)檢測(cè)而使人工巡查方式的可靠性更低?？?慮到油庫(kù)安全生產(chǎn)的特殊性以及降低成本等要求，采用在線自動(dòng)檢測(cè)方式代替人工巡查是 一種必然趨勢(shì)。然而目前的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以有線連接為主，這對(duì)于面向油庫(kù)安全的 在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用，將會(huì)產(chǎn)生不少問(wèn)題，例如符合安全規(guī)范要求的布線與維護(hù)以及安全檢查方 面存在的困難，電線表皮老化和破損使芯線裸露所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)以及防爆處理等問(wèn)題。
[0008] 總而言之，未發(fā)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的燃油泄漏監(jiān)控的技術(shù)方案。
[0009] 因此，有必要設(shè)計(jì)一種新型的用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感裝置及系統(tǒng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感 裝置及系統(tǒng)，該用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感裝置及系統(tǒng)易于實(shí)施，布置方便，具有無(wú) 線監(jiān)控功能。
[0011] 實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：
[0012] -種用于監(jiān)測(cè)油庫(kù)燃油泄漏的無(wú)線傳感裝置，包括支架（15)和固定在支架上的 主箱體；
[0013] 所述的主箱體內(nèi)設(shè)有集氣裝置、氣體檢測(cè)室（8)、主控板（3)、電源模塊、排氣口 (7)、氣栗（10)和電磁氣閥（11);主箱體上還設(shè)有天線（16);
[0014] 所述的主控板、氣栗和電磁氣閥、氣體檢測(cè)室以及電源模塊均置于固定在主箱體 內(nèi)的長(zhǎng)方體形、金屬材質(zhì)的密封箱（14)內(nèi)；電源模塊為主控板、電磁氣閥和氣栗供電；
[0015] 集氣裝置通過(guò)電磁氣閥與氣體檢測(cè)室的入口相接；氣栗與氣體檢測(cè)室出氣口連 接，氣栗的出口與排氣口相連，形成由集氣口進(jìn)入、再經(jīng)由導(dǎo)氣管、電磁閥、氣體檢測(cè)室、氣 栗、排氣口排出的氣路；該氣路無(wú)泄漏地穿過(guò)金屬密封箱，并與密封箱內(nèi)器件的電氣部分 (除檢測(cè)室內(nèi)的傳感器探頭外）完全隔離；
[0016] 氣體檢測(cè)室設(shè)有PID和溫度傳感器，PID和溫度傳感器分別為集成式PID和集成 式數(shù)字溫度傳感器，所述的PID為光離子化傳感器；所述的電源模塊為鋰電池；
[0017] 天線、PID和溫度傳感器均與主控板相連；氣栗和電磁氣閥受控于主控板。
[0018] 主箱體的外部設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)方體形的金屬的外罩（13);集氣裝置包括3個(gè)開(kāi)口處裝 有過(guò)濾網(wǎng)（5)的漏斗形的集氣口，其中一個(gè)集氣口開(kāi)口朝下放置在箱體的底部，作為主集 氣口，另外2個(gè)集氣口分別安裝在箱體內(nèi)左右兩側(cè)壁上，開(kāi)口朝外；三個(gè)集氣口的出口分別 通過(guò)導(dǎo)氣管接到電磁閥的入口，可通過(guò)控制電磁閥選擇其中一路與氣體檢測(cè)室連通。
[0019] 在終端箱體上還設(shè)有太陽(yáng)能電池組件；所述的太陽(yáng)能電池組件包括托架（17)、托 架轉(zhuǎn)軸（18)、托架固定螺母（19)、托板（20)和太陽(yáng)能電池板（22);
[0020] 所述的托架通過(guò)托架轉(zhuǎn)軸和托架固定螺母與終端箱體頂部相連，使得托架能相對(duì) 于終端箱體旋轉(zhuǎn)；
[0021] 托板呈一傾斜角度設(shè)置在托架上；太陽(yáng)能電池板設(shè)置在托架上，且太陽(yáng)能電池板 的底部由托板支撐。
[0022] 太陽(yáng)能電池組件還包括用于調(diào)整太陽(yáng)能板傾斜角度的傾角調(diào)整螺桿；太陽(yáng)能電池 板的上端通過(guò)軸銷（23)與托架的頂端相連；傾角調(diào)整螺桿呈水平方向設(shè)置在托架上，傾角 調(diào)整螺桿的前端穿過(guò)所述的托板作用在太陽(yáng)能電池板的背面以驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板繞軸銷 抬升或降低。
[0023] 主控板上設(shè)有內(nèi)含A/D轉(zhuǎn)換器的微控制器、支持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的無(wú)線 射頻通信模塊和用于控制氣栗、電磁閥、電源管理模塊的電子開(kāi)關(guān)；所有電子開(kāi)關(guān)均受控于 微控制器，PID和溫度傳感器的輸出端分別接入微控制器的A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字輸入端口，所 述的溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器；
[0024] 太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線與位于密封箱內(nèi)的超級(jí)電容相連，且導(dǎo)線接頭處表面用絕 緣膠完全覆蓋保護(hù)，太陽(yáng)能電池板通過(guò)充電管理器為鋰電池充電；通過(guò)電子開(kāi)關(guān)選擇鋰電 池或超級(jí)電容為微控制器供電；天線通過(guò)電纜連接到主控板上的無(wú)線模塊，無(wú)線模塊與微 控制器連接并受控于微控制器；微控制器通過(guò)電子開(kāi)關(guān)分別控制電磁氣閥、氣栗、PID和溫 度傳感器。
[0025] 微控制器采用MSP430系列控制器，電子開(kāi)關(guān)采用ADG821或ADG823器件；主控板 上的無(wú)線通信模塊選用基于CC2530的通用通信模塊；PID選用ZPP6018001型VOC集成探 測(cè)器；充電管理器為集成器件CN3063 ;超級(jí)電容由兩個(gè)2. 7V、310F的電容器串接而成；氣 栗選用GminiP-4微型栗；電磁氣閥采用雙穩(wěn)態(tài)脈沖電磁閥JSD128D。
[0026] 一種基于無(wú)線傳感的油庫(kù)燃油泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以前述的一個(gè)油庫(kù)燃油泄漏監(jiān)測(cè)裝 置為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
[0027] 所述的多個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)繞油罐布置在油罐的周邊，并使得位于任一節(jié)點(diǎn)左、右的兩個(gè) 相鄰節(jié)點(diǎn)之間能直接無(wú)線通信，不能直接連通的節(jié)點(diǎn)之間能采用多跳方式通信，無(wú)線監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與監(jiān)控主機(jī)以無(wú)線方式通信連接；
[0028] 基于所述的無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和通信主機(jī)監(jiān)控油庫(kù)燃油泄漏。
[0029] 對(duì)于20米直徑的油罐，所述的油庫(kù)燃油泄漏監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部署量為14個(gè)；14個(gè)節(jié)點(diǎn) 沿油罐周向布置；其中2個(gè)布置在油罐的閥門區(qū)邊界處，另外12個(gè)均勻布置在油罐的周邊 的閥門區(qū)外的區(qū)域；油庫(kù)燃油泄漏監(jiān)測(cè)裝置的外罩底部距離地面高度為50~80厘米；天 線距離油罐外壁130厘米。
[0030] 所述電源模塊包括可充電鋰電池與電源管理電路以及設(shè)置在主箱體頂部的太陽(yáng) 能電池組件；太陽(yáng)能電池板由托架支撐，該托架通過(guò)托架轉(zhuǎn)軸和托架固定螺母與主箱體頂 部固連，使托架能相對(duì)箱體旋轉(zhuǎn)，從而可調(diào)整太陽(yáng)能電池板的朝向；用于固定太陽(yáng)能電池板 的托板上端有可轉(zhuǎn)動(dòng)軸銷插入托架安裝孔內(nèi)、托板下端可繞上端軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能電池 板的傾角可按需調(diào)整。
[0031] 本實(shí)用新型的核心是利用無(wú)線監(jiān)控，隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用無(wú)線 通信方式的網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)系統(tǒng)可避免前述燃?xì)庑孤侗O(jiān)測(cè)的問(wèn)題。
[0032] 無(wú)線傳感器網(wǎng)